Plastics_1_2_2016

w w w . p l a s t i c s . r u 17 ТЕМА НОМЕРА /ЛИТЬЕ И ЭКСТРУЗИЯ: ЧТО НОВОГО? П Л А С Т И К С № 1 - 2 ( 1 5 3 ) 2 0 1 6 мы на 1°С время охлаждения увеличивается на 2% (3). Количество тепла Q F , которое способна отвести система охлаждения, рассчитывает- ся по формуле Q F = К Т ·F·(T л -T ф ) (4), где К Т —коэффициент теплопередачи,————; F —площадь теплопередающей поверхности каналов охлаждения, м 2 . Расплав, поступая в литьевую форму, имеет температуру литья ( Т л ) и может быть охлажден до температуры литьевой формы ( Т ф ). Конструкция системы охлаждения эф- фективна, если Q F ≥ Q M (5). Такие важные свойства литьевых деталей, как прочность при эксплуатации (уровень внутренних напряжений), качество поверх- ности (блеск), размерная точность и от- сутствие коробления, напрямую зависят от температурыформообразующих деталей при литье и грамотно спроектированной систе- мы охлаждения литьевой формы (равномер- ное охлаждение). Работоспособность каналов охлаждения Рассмотрим принципы поддержания ра- ботоспособности каналов охлаждения. Принцип №1. Скорость циркуляции те- плоносителя в системе охлаждения литьевой формы должна быть выше, чем расчетная минимально допустимая. Икакже этотминимальнодопустимыйрас- ход теплоносителя определить? Для этого не- обходимо знать, сколько тепла нужно отвести (1), и задать допустимую разность температур на входе в контур охлаждения (термостатиро- вания) литьевойформыина выходе. Чемвыше требования к качеству деталей, темменьше эта разность, составляющая обычно 3-5°С. Для поддержания требуемой температурыформоо- бразующих деталей (ФОД) в литьевойформе и циркуляции теплоносителя вканалах охлажде- ния (л/мин.) служат термостаты [2]. Принцип №2. Во время эксплуатации ли- тьевой формы необходимо поддерживать расчетный режим работы системы охлаж- дения неизменным. Циркулирующая в системе охлаждения техническая вода, как правило, содержит малорастворимые соединения. Часть из них с повышением температуры выпадает в виде твердых осадков—солейжесткости. Со време- немпроисходит зарастание теплопередающих поверхностейканалов охлаждения, их проход- ное сечение уменьшается (рис. 1). Принятый в специализированной техниче- ской литературе расчет времени цикла литья не учитывает зарастание каналов охлаждения с течениемвременитвердымиотложениями(на- кипь, коррозия, биопродукты) ине описывает, как это влияет на процесс охлаждения. В тоже времятвердыеотложенияна теплопередающих поверхностях каналов охлаждения затрудняют отвод тепла от отливки. Охлаждение в условиях образования отложений При эксплуатации литьевых форм с тепло- носителем (хладагентом) «техническая вода» на теплопередающей поверхности каналов охлаждения ускоряются различные гетероген- ныепроцессы(фазовыепревращения, химиче- ские и электрические реакции сорбционных и других процессов). Отсутствие необходимой информации о процессах накипеобразования для получения достоверных количественных оценокприпрогнозировании работысистемы охлаждения не позволяет осуществлять опе- ративное управление величины τ охл , то есть поддерживать коэффициент теплопередачи не ниже допустимого значения [ К Т ]: К Т = ——+———+——— -1 ≥ [ К Т ] (6), где λ w , λ s — теплопроводность металла ФОД (пуансон, матрица, знаки) литьевых форм и слоя накипи, —— (рис. 2); α — коэффици- ент теплоотдачи при данных характеристи- ках потока хладагента, ———. кДж м 2 · с · °С δ w δ s ( τ ) 1 λ w λ s α ( τ )     Рисунок 1. Загрязненные каналы охлаждения Вт м· °C кДж м 2 ·с· К